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热镀锌加工的形成机理是啥

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编辑时间 : 2020-12-31

1)热镀锌加工的形成机理

热浸镀锌是一种冶金反应过程。从微观角度看,热浸镀锌过程有两种动态平衡:热平衡和锌铁交换平衡。当钢制件浸入450℃左右的熔融锌液中时,室温下的工件吸收锌液的热量。当温度达到200℃以上时,锌与铁的相互作用逐渐明显,锌渗透到铁件表面。随着工件温度逐渐接近锌液温度,在工件表面形成不同锌铁比的合金层,形成锌镀层的层状结构。随着时间的推移,涂层中不同的合金层表现出不同的生长速率。从宏观上看,上述过程表现为工件浸入锌液中,锌液表面沸腾。当锌铁反应逐渐平衡时,锌液表面逐渐平静下来。将工件吊出熔融锌表面,当工件温度逐渐下降到200℃以下时,锌铁反应停止,形成热浸镀锌层,确定厚度。

2)热浸镀锌层厚度要求

影响镀锌层厚度的主要因素有:母材成分、钢的表面粗糙度、钢中活性元素硅、磷的含量和分布、钢的内应力、工件的几何尺寸和热镀锌工艺。中国热浸镀锌标准按钢材厚度分为若干部分。镀锌层的平均厚度和局部厚度应达到相应的厚度,以确定镀锌层的耐蚀性。对于不同钢厚度的工件,达到热平衡和锌铁交换平衡所需的时间不同,形成的镀层厚度也不同。本标准中镀层的平均厚度以上述镀锌机理的工业生产经验值为基础,局部厚度是考虑锌镀层厚度分布不均匀性和镀层耐蚀性要求的经验值。因此,ISO标准、美国ASTM标准、日本JIS标准和中国标准对镀锌层厚度的要求略有不同。

3)热镀锌加工厚度的作用及影响

热镀锌加工的厚度决定了镀件的耐腐蚀性。详细讨论请参考附件中美国热浸镀锌协会提供的相关资料。用户可选择高于或低于标准的锌涂层厚度。对于表面光滑小于3mm的薄钢板,在工业生产中很难获得较厚的涂层。此外,与钢材厚度不相称的镀锌层厚度会影响镀层与基体的附着力和镀层的外观质量。镀层过厚会导致镀层外观粗糙,易脱落,镀层零件在搬运和安装过程中不能承受碰撞。如果钢中含有较多的活性元素硅和磷,在工业生产中也很难获得较薄的涂层。这是因为钢中的硅含量影响锌铁间合金层的生长方式,使锌铁合金层中的ζ相快速生长,并将ζ相推向涂层表面,使涂层表面粗糙、无光泽,形成附着力差的灰色涂层。

因此,如上所述,锌涂层的生长存在不确定性。


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